Оптимизация микроклимата на ферме КРС в холодное время года

Здоровье коровы и ее способность к высокой отдаче молока напрямую зависят от условий, в которых содержится животное. Согласно современным рекомендациям, которых придерживаются мировые лидеры молочного производства, диапазон комфортных для КРС температур довольно широкий: от –5 °C до +21 °C. Однако оптимальной температурой в коровнике считается +7 °C.

Температура в коровнике — очень важный, но не единственный параметр, влияющий на микроклимат в помещении и комфортные условия содержания животных. В теплое время года коровники постоянно проветриваются, поэтому температура является основным критерием оценки условий содержания животных. В холодное время наиболее значимую роль играет концентрация в воздухе помещений таких газов, как аммиак (NH3) и углекислый газ (СО2), а также уровень относительной влажности, который должен поддерживаться в диапазоне от 50 до 85%, а в идеале — от 65 до 70%, независимо от возраста и состояния коровы.

Повышенная влажность может вызвать высокую заболеваемость животных. Особенно это касается вирусных инфекций: перенасыщенный влагой застойный воздух провоцирует воспаление легких, мастит, болезни суставов. А мокрый пол и сырой подстилочный материал нередко являются причиной массового заболевания суставов ног в стаде, что выявляется при теплосканировании животных.

Иногда для поддержания положительной температуры коровники полностью закрывают, и воздух в помещения поступает только во время раздачи корма или прохода техники. Относительная влажность в таких случаях может достигать 100%, что недопустимо для выращивания здорового стада. Защитить помещение от избыточной влажности можно, минимизировав попадание в него осадков.

Испражнения коров выделяют аммиак, повышенная концентрация которого вредит здоровью животных, поэтому следует тщательно контролировать работу вентиляционной системы, регулирующей отток углекислого газа и аммиака, а также приток свежего воздуха.

Для эффективного функционирования естественной системы вентиляции в холодное время года необходимо учитывать и соблюдать определенные правила.

Нельзя эффективно провести воздухообмен в холодное время, просто открывая ворота. Наоборот, при отрицательной внешней температуре ворота коровника должны быть почти всегда закрыты. Для снижения относительной влажности входящий воздух должен прогреться до температуры помещения и стать более сухим. Чем хуже прогреется входящий воздух, тем более влажным останется помещение и тем меньшее количество влаги можно будет удалить.

Рис. 1. Термограммы

Например, температура в коровнике составляет +5 °C, относительная влажность 95%, влагосодержание в воздухе 5,2 г/кг. Температура внешнего воздуха –10 °C при относительной влажности 65% с влагосодержанием 1,2 г/кг. По мере распределения внутри помещения воздух будет постепенно прогреваться. При достижении +5 °C относительная влажность воздуха снизится до приемлемых 20%. Весовая плотность воздуха ориентировочно равна
1 м3 = 1,29 кг, из чего следует: 5,2–1,1=4,1; 4,1х1,29=5,28 г/м3.

Таким образом, при текущем воздухообмене (условно примем его интенсивность за 1 000 м3/час) мы можем удалять влагу по 5,3 л/час. А при кратности воздухообмена 5 000 м3/час можно удалять уже по 26,4 л влаги в час соответственно.

Связь между температурой влажного воздуха, его влагосодержанием и относительной влажностью при заданном значении атмосферного давления отображает психрометрическая диаграмма Молье.

Интенсивность нагревания воздушного потока зависит от расстояния, которое он преодолевает внутри помещения. Расстояние, в свою очередь, зависит от места поступления свежего воздуха относительно воздушного потока в помещении, «толщины» струи входящего воздушного потока (см), его скорости (м/с).

Скорость входящего воздушного потока проверяется при полностью открытых заслонках в коньке крыши и при закрытых воротах. Шторы в боковых стенах открываются сначала на 15 см, а затем на 50 см. Делается это для расчета кратности воздухообмена в имеющемся объеме помещения, результат измеряется в м3/час. Также проводятся дым-тесты, задача которых визуализировать движение воздушных потоков при открытии штор в боковых стенах. Скорость потоков воздуха измеряется с помощью мобильных комплексных приборов.

Рис. 2. Шахты естественной вентиляции.

Рассмотрим в качестве примера тестирование в коровнике следующего размера: 33 м — ширина, 240 м — длина, 3,5 м — высота стен, 10 м — высота по коньку крыши, 80 000 м3 — внутренний объем помещения. При открытии штор на 15 см средняя скорость входящего воздушного потока составила 2,3 м/с. Исходя из длинны штор в стенах коровника, можно определить воздухообмен, который составит около 545 000 м3/час. В других условиях скорость входящего потока может меняться в зависимости от направления, скорости ветра и других факторов. Расчеты производятся на основании конкретного замера скорости потока воздуха. Полная смена воздуха в данном помещении будет происходить каждые 8,8 мин или около 7 раз в час. Такой воздухообмен рекомендуется поддерживать в коровнике при внешней температуре до 0 °C.

Для эффективного удаления вредных газов и лишней влаги в зимнее время года в подобном коровнике рекомендуется смена воздуха каждые 15–20 минут или 3–4 раза в час. Следовательно, шторы необходимо открывать на 6–7 см. Температура в помещении будет зависеть от количества животных и их массы (коровник рассчитан на 1000 голов).

Рассмотрим другую ситуацию: шторы в боковых стенах были открыты на 6 см по всему периметру коровника, скорость воздуха при этом осталась 2,3 м/с. В этом случае кратность воздухообмена составляет около 220 000 м3/час. Полная смена воздуха будет происходить 3 раза за час. Требуемая температура в помещении: +5 °C. Внешняя температура: –10 °C.

Проводим расчет расхода тепла на нагрев приточного воздуха:
Q = 0,278х1,2хL(Tвн-Tн), Вт

Для подержания внутренней температуры при текущем воздухообмене (220 000 м3/час) потребуется 1 170 кВт тепловой мощности.

Рис. 3. Схема естественной вентиляции коровника.

Современные коровы обладают сверхинтенсивным обменом веществ. Следствием этого становится интенсивное выделение теплоты во время синтезирования молока и в процессе переваривания пищи. В первой трети лактации дойные коровы выделяют около 1,5 кВт на голову. Рассматриваемое нами в качестве примера помещение рассчитано на 1 000 голов, таким образом тепловая мощность стада составляет 1 500 кВт. Можно говорить о том, что при внешней температуре –10 °C открытие штор на 6 см по всему периметру будет наиболее оптимальным решением для данных условий. Соответственно, при кратности воздухообмена 220 000 м3/час и прогреве всего объема входящего воздуха до заданной температуры +5 °C, мы можем удалять 220 000 х 5,28/1 000 = 1 166 л влаги в час. При понижении внешней температуры до –15 °C такой воздухообмен будет избыточен. Тогда потребуется сокращать количество открытых штор (всего их 12 шт.) и прикрывать заслонки в коньке крыши корпуса.

Таким образом, при правильном расчете и соблюдении несложных рекомендаций можно обеспечить благоприятное качество воздуха и оптимальные условия содержания животных в коровнике в холодное время года.

Оптимальный микроклимат для коров отличается от условий, идеальных для других животных, и тем более для человека. Температура и влажность, комфортные для нас, могут вызвать стресс у коров. Микроклимат, наряду с кормлением и генетическим потенциалом, — важный фактор успеха всего предприятия, о котором не стоит забывать. Создание и поддержание оптимального микроклимата требует специальных знаний и индивидуальных расчётов показателей для конкретного предприятия. Специалисты по микроклимату компании «Коудайс МКорма» обладают разносторонним опытом оптимизации микроклимата на российских и зарубежных предприятиях и всегда готовы провести индивидуальную консультацию для своих партнеров в онлайн- или офлайн-формате, составить поэтапный план действий и оказать оперативную техническую поддержку для достижения целей предприятия.